植物生态学报 ›› 2005, Vol. 29 ›› Issue (2): 311-317.DOI: 10.17521/cjpe.2005.0040
潘庆民, 白永飞, 韩兴国, 杨景成
收稿日期:
2004-03-03
接受日期:
2004-03-03
出版日期:
2005-03-03
发布日期:
2005-03-10
基金资助:
PAN Qing-Min, BAI Yong-Fei, HAN Xing-Guo, Yang Jing-Cheng
Received:
2004-03-03
Accepted:
2004-03-03
Online:
2005-03-03
Published:
2005-03-10
摘要:
为了研究氮素对内蒙古典型草原植物种群的影响, 在中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站, 实施了长期的氮素添加试验。就两年来不同梯度氮素处理对羊草 (Leymuschinensis) 种群的影响进行了分析。结果表明, 氮素对羊草种群具有显著的调节效应, 随着氮素梯度的增加, 羊草种群密度、种群高度、地上生物量、地下生物量、总生物量均显著增加, 羊草种群地下生物量 /地上生物量比值逐渐降低。氮素对羊草种群构件的生物量分配有显著影响, 随着氮素梯度的增加, 羊草种群生物量向根茎的分配比例显著降低, 向叶片和根系的分配比例显著提高。羊草种群的相对密度和相对生物量也随着氮素梯度的增加而显著提高。
潘庆民, 白永飞, 韩兴国, 杨景成. 氮素对内蒙古典型草原羊草种群的影响. 植物生态学报, 2005, 29(2): 311-317. DOI: 10.17521/cjpe.2005.0040
PAN Qing-Min, BAI Yong-Fei, HAN Xing-Guo, Yang Jing-Cheng. EFFECTS OF NITROGEN ADDITIONS ON A LEYMUS CHINENSIS POPULATION IN TYPICAL STEPPE OF INNER MONGOLIA. Chinese Journal of Plant Ecology, 2005, 29(2): 311-317. DOI: 10.17521/cjpe.2005.0040
添加元素 Applied elements | 添加量 Applied amount (g·m-2) | 溶液体积 Solution volume (ml) |
---|---|---|
P2O5 | 10 | 150 |
K2O | 10 | 150 |
MgSO4 | 0.062 5 | 200 |
ZnSO4·7H2O | 22.00 | 1 000 |
MnCl2·4H20 | 180.0 | 1 000 |
Na2MoO4·2H2O | 0.30 | 1 000 |
H3BO3 | 6.00 | 1 000 |
表1 试验中P素、K素和其它微量元素添加量
Table 1 Applied amount of phosphor, potassium and other elements
添加元素 Applied elements | 添加量 Applied amount (g·m-2) | 溶液体积 Solution volume (ml) |
---|---|---|
P2O5 | 10 | 150 |
K2O | 10 | 150 |
MgSO4 | 0.062 5 | 200 |
ZnSO4·7H2O | 22.00 | 1 000 |
MnCl2·4H20 | 180.0 | 1 000 |
Na2MoO4·2H2O | 0.30 | 1 000 |
H3BO3 | 6.00 | 1 000 |
土壤深度 Soil depth (cm) | pH值 pH (in H2O) | 土壤容重 Dry bulk density (g·cm-3) | 土壤全氮 Total soil N (g·kg-1) | 土壤全碳 Total soil C (g·kg-1) |
---|---|---|---|---|
0~10 | 7.79 | 1.30 | 1.12 | 18.86 |
10~20 | 7.72 | 1.29 | 0.91 | 16.21 |
20~40 | 7.84 | 1.32 | 0.73 | 13.21 |
40~60 | 7.83 | 1.33 | 0.76 | 12.77 |
60~100 | 7.81 | 1.34 | 0.31 | 5.66 |
表2 试验地施肥前土壤特性
Table 2 Soil properties of experimental site before fertilization
土壤深度 Soil depth (cm) | pH值 pH (in H2O) | 土壤容重 Dry bulk density (g·cm-3) | 土壤全氮 Total soil N (g·kg-1) | 土壤全碳 Total soil C (g·kg-1) |
---|---|---|---|---|
0~10 | 7.79 | 1.30 | 1.12 | 18.86 |
10~20 | 7.72 | 1.29 | 0.91 | 16.21 |
20~40 | 7.84 | 1.32 | 0.73 | 13.21 |
40~60 | 7.83 | 1.33 | 0.76 | 12.77 |
60~100 | 7.81 | 1.34 | 0.31 | 5.66 |
氮素梯度 Nitrogen gradation (g N·m-2) | 密度 Density (tillers·m-2) | 高度 Height (cm) |
---|---|---|
对照ck | 110.3±17.3e | 28.8±3.2c |
0 | 127.7±13.7e | 27.5±4.1c |
5.25 | 162.3±12.9d | 34.5±3.4b |
10.5 | 222.1±14.1c | 36.0±1.8b |
17.5 | 278.6±18.6b | 41.5±3.6a |
28 | 313.3±20.2a | 42.7±2.3a |
表3 不同氮素梯度下羊草种群密度和高度 (平均值±标准差)
Table 3 Density and height of Leymus chinensis population in different nitrogen gradations (Mean±SD)
氮素梯度 Nitrogen gradation (g N·m-2) | 密度 Density (tillers·m-2) | 高度 Height (cm) |
---|---|---|
对照ck | 110.3±17.3e | 28.8±3.2c |
0 | 127.7±13.7e | 27.5±4.1c |
5.25 | 162.3±12.9d | 34.5±3.4b |
10.5 | 222.1±14.1c | 36.0±1.8b |
17.5 | 278.6±18.6b | 41.5±3.6a |
28 | 313.3±20.2a | 42.7±2.3a |
氮素梯度 Nitrogen gradation (g N ·m -2) | 总生物量 Biomass (g·m-2) | 地上生物量 Aboveground biomass (g·m-2) | 地下生物量 Belowground biomass (g·m-2) | 地下生物量/地上生物量比值 Belowground biomass/ Aboveground biomass |
---|---|---|---|---|
对照ck | 276.6±13.2e | 45.2±8.5e | 231.4±8.0e | 5.12±0.10a |
0 | 280.4±10.5e | 46.5±6.3e | 233.9±10.7e | 5.03±0.31a |
5.25 | 332.2±10.2d | 63.5±7.6d | 268.7±6.9d | 4.23±0.25b |
10.5 | 417.7±12.3c | 82.4±8.4c | 335.3±6.4c | 4.07±0.17b |
17.5 | 469.4±15.6b | 118.5±8.2b | 350.9±11.1b | 3.13±0.11c |
28 | 516.8±8.9a | 133.2±7.9a | 383.6±10.2a | 2.88±0.13c |
表4 不同氮素梯度下羊草种群生物量和地下生物量/地上生物量比值 (平均值±标准差)
Table 4 Biomass distribution and the ratio of belowground biomass/aboveground biomass of Leymus chinensis population in different nitrogen gradations (Mean±SD)
氮素梯度 Nitrogen gradation (g N ·m -2) | 总生物量 Biomass (g·m-2) | 地上生物量 Aboveground biomass (g·m-2) | 地下生物量 Belowground biomass (g·m-2) | 地下生物量/地上生物量比值 Belowground biomass/ Aboveground biomass |
---|---|---|---|---|
对照ck | 276.6±13.2e | 45.2±8.5e | 231.4±8.0e | 5.12±0.10a |
0 | 280.4±10.5e | 46.5±6.3e | 233.9±10.7e | 5.03±0.31a |
5.25 | 332.2±10.2d | 63.5±7.6d | 268.7±6.9d | 4.23±0.25b |
10.5 | 417.7±12.3c | 82.4±8.4c | 335.3±6.4c | 4.07±0.17b |
17.5 | 469.4±15.6b | 118.5±8.2b | 350.9±11.1b | 3.13±0.11c |
28 | 516.8±8.9a | 133.2±7.9a | 383.6±10.2a | 2.88±0.13c |
氮素梯度 Nitrogen gradation (g N·m-2) | 根茎 Rhizomes (%) | 根系 Roots (%) | 茎+叶鞘 Stems and sheaths (%) | 叶 Leaves (%) |
---|---|---|---|---|
对照ck | 73.15±1.11a | 10.51±0.29c | 9.33±0.33b | 7.01±0.54c |
0 | 72.74±0.96a | 10.68±0.33c | 9.43±1.00b | 7.15±0.37c |
5.25 | 68.30±0.45b | 12.42±0.51b | 9.96±0.32b | 9.32±0.49b |
10.5 | 67.94±0.79b | 12.34±0.26b | 10.04±0.59b | 9.68±1.25b |
17.5 | 61.23±1.26c | 14.46±0.40a | 12.76±0.77a | 11.55±1.03a |
28 | 60.18±1.02c | 14.05±0.62a | 13.35±0.35a | 12.42±0.71a |
表5 不同氮素梯度下羊草种群生物量分配 (平均值±标准差)
Table 5 Biomass distribution of Leymus chinensis population in different nitrogen gradations (Mean±SD)
氮素梯度 Nitrogen gradation (g N·m-2) | 根茎 Rhizomes (%) | 根系 Roots (%) | 茎+叶鞘 Stems and sheaths (%) | 叶 Leaves (%) |
---|---|---|---|---|
对照ck | 73.15±1.11a | 10.51±0.29c | 9.33±0.33b | 7.01±0.54c |
0 | 72.74±0.96a | 10.68±0.33c | 9.43±1.00b | 7.15±0.37c |
5.25 | 68.30±0.45b | 12.42±0.51b | 9.96±0.32b | 9.32±0.49b |
10.5 | 67.94±0.79b | 12.34±0.26b | 10.04±0.59b | 9.68±1.25b |
17.5 | 61.23±1.26c | 14.46±0.40a | 12.76±0.77a | 11.55±1.03a |
28 | 60.18±1.02c | 14.05±0.62a | 13.35±0.35a | 12.42±0.71a |
图1 不同氮素梯度下羊草分蘖植株生物量 具有不同字母的柱体间差异达显著水平 (p<0.05)
Fig.1 Tiller biomass of Leymus chinensis in different nitrogen gradations Bars with different letters are significantly different (p<0.05)
氮素梯度 Nitrogen gradation (g N ·m -2) | 相对密度 Relative density (%) | 相对生物量 Relative biomass (%) |
---|---|---|
对照ck | 30.5±2.3e | 28.5±1.8e |
0 | 29.7±1.0e | 29.1±2.3e |
5.25 | 36.6±1.6d | 34.9±1.2d |
10.5 | 40.1±2.0c | 40.7±3.1c |
17.5 | 47.3±1.2b | 49.1±1.7b |
28 | 51.8±2.7a | 54.3±2.0a |
表6 不同氮素梯度下羊草种群相对密度和相对生物量 (平均值±标准差)
Table 6 Relative density and relative biomass of Leymus chinensis population in different nitrogen gradations (Mean±SD)
氮素梯度 Nitrogen gradation (g N ·m -2) | 相对密度 Relative density (%) | 相对生物量 Relative biomass (%) |
---|---|---|
对照ck | 30.5±2.3e | 28.5±1.8e |
0 | 29.7±1.0e | 29.1±2.3e |
5.25 | 36.6±1.6d | 34.9±1.2d |
10.5 | 40.1±2.0c | 40.7±3.1c |
17.5 | 47.3±1.2b | 49.1±1.7b |
28 | 51.8±2.7a | 54.3±2.0a |
指标 Index | 回归方程 Regression equation | 确定系数 R2 |
---|---|---|
密度 Density (tillers·m-2) | Y=7.359 0x+127.26 | 0.875 0 |
高度 Height (cm) | Y=0.542 5x+29.629 | 0.655 5 |
总生物量 Biomass (g·m-2) | Y=8.968 2x+290.63 | 0.830 7 |
地上生物量 Aboveground biomass (g·m-2) | Y=3.329 4x+47.562 | 0.967 1 |
地下生物量 Belowground biomass (g·m-2) | Y=5.638 8x+243.07 | 0.818 0 |
表7 羊草种群数量特征与氮素梯度的相关关系
Table 7 Quantitative characteristics of Leymus chinensis population in relation to nitrogen gradation
指标 Index | 回归方程 Regression equation | 确定系数 R2 |
---|---|---|
密度 Density (tillers·m-2) | Y=7.359 0x+127.26 | 0.875 0 |
高度 Height (cm) | Y=0.542 5x+29.629 | 0.655 5 |
总生物量 Biomass (g·m-2) | Y=8.968 2x+290.63 | 0.830 7 |
地上生物量 Aboveground biomass (g·m-2) | Y=3.329 4x+47.562 | 0.967 1 |
地下生物量 Belowground biomass (g·m-2) | Y=5.638 8x+243.07 | 0.818 0 |
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